工業(yè)廠房結(jié)構(gòu)設(shè)計要點及體會

中國核工業(yè)華興建設(shè)有限公司 江蘇省南京市 210000

摘要：在社會主義市場經(jīng)濟快速發(fā)展的大環(huán)境下，我國工業(yè)領(lǐng)域取得飛速發(fā)展，要想提升我國國民經(jīng)濟在國際舞臺上的整體實力，各工業(yè)企業(yè)還必須結(jié)合實際發(fā)展狀況不斷尋求新的發(fā)展和進步。近幾年，社會對工業(yè)廠房的使用要求越來越高，為了滿足現(xiàn)代社會的實際需求，設(shè)計人員必須結(jié)合我國現(xiàn)階段該工業(yè)廠房設(shè)計的現(xiàn)狀，對其設(shè)計要點和體會進行深入的探討，力求為提高我國國民經(jīng)濟的整體競爭力提供動力保障。下文從工業(yè)廠房的特點著手，對工業(yè)廠房結(jié)構(gòu)設(shè)計要點及體會做了總結(jié)介紹。

關(guān)鍵詞：工業(yè)廠房；結(jié)構(gòu)設(shè)計；特點；要點

伴隨著經(jīng)濟的發(fā)展，鋼結(jié)構(gòu)已經(jīng)逐漸運用于工業(yè)廠房的設(shè)計和建設(shè)中，由于使用時間有限，我國對鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房的設(shè)計和建設(shè)仍存在較多疑問，有些問題還在探索和發(fā)展過程中。剛架構(gòu)工業(yè)廠房具有重量較輕、施工時間段以及抗震能力強等特點，是提高工業(yè)廠房使用壽命的重要選擇。但是，現(xiàn)階段采用的鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房仍具有容易腐蝕、防火性差和價格高等缺點。因此，設(shè)計人員英愛結(jié)合以上影響因素，在實際設(shè)計過程中，組織相關(guān)人員對設(shè)計圖紙進行深入了解，為提高工業(yè)廠房的質(zhì)量和使用壽命打下堅實的基礎(chǔ)。

一、工業(yè)廠房的特點

工業(yè)廠房結(jié)構(gòu)布置時為了滿足工藝要求，工業(yè)廠房內(nèi)部布局通常不規(guī)整、柱網(wǎng)不規(guī)則以及布梁也保持著不整齊的狀態(tài)；工業(yè)廠房內(nèi)部空間通常比較寬敞，根據(jù)經(jīng)濟性比較，工業(yè)廠房柱距通常控制在6m左右，有的廠房為了滿足工藝設(shè)備布置要求也會加大柱距。由于工藝設(shè)備布置和管線錯綜復(fù)雜，工業(yè)廠房通常具有傳力復(fù)雜以及設(shè)計過程中容易產(chǎn)生應(yīng)力集中等現(xiàn)象；根據(jù)工藝設(shè)備布置和對廠房層高的限高要求，工業(yè)廠房受地震力的作用下，廠房結(jié)構(gòu)柱很有可能會產(chǎn)生短柱效應(yīng)；工業(yè)廠房的樓面和基礎(chǔ)通常采用現(xiàn)澆柱鋼筋混凝土樓面。

二、工業(yè)廠房結(jié)構(gòu)體系

設(shè)計人員在設(shè)計工業(yè)廠房的同時，還應(yīng)該明確工業(yè)廠房的結(jié)構(gòu)體系，只有明確各種結(jié)構(gòu)體系的實際特點和適用的環(huán)境，才能選擇最優(yōu)的設(shè)計方案，為提高工業(yè)廠房的實際效益打下堅實的基礎(chǔ)。下文對排架體系、純框架體系以及門式剛架體系做了簡單介紹。

（一）排架體系

排架體系自身的平面內(nèi)剛度較大，平面外的承載能力相對較弱，要求設(shè)計人員將橫向設(shè)計和縱向設(shè)計分開進行設(shè)計，通常情況下，橫向設(shè)計應(yīng)該為鋼筋混凝土排架柱與屋面鋼屋架鉸接連接，與基礎(chǔ)剛接。屋面采用檁條和彩鋼板維護，廠房四周采用磚墻維護或者檁條和彩鋼板維護結(jié)構(gòu)?？v向設(shè)計支撐體系通過柱間支撐、系桿、連續(xù)梁等桿件抵抗水平力，山墻還需設(shè)置抗風(fēng)柱。所有支撐桿件主要作用是加強廠房結(jié)構(gòu)的空間剛度和穩(wěn)定性，同時起傳遞風(fēng)荷載和吊車水平荷載的作用，在地震區(qū)尚能傳遞縱向地震作用力。排架體系具有經(jīng)濟實惠和施工簡單的特點。在實際運用過程中，排架體系通常情況下適用于縱向較長、對室內(nèi)空間要求較大的的工業(yè)廠房或者倉庫。

（二）框架體系

框架體系要求設(shè)計人員將工業(yè)廠房的橫向截面和縱向截面都設(shè)置成框架結(jié)構(gòu)，框架結(jié)構(gòu)的材料與鋼筋混凝土為主，結(jié)構(gòu)中不需要設(shè)置柱間支撐。純框架結(jié)構(gòu)具有空間約束力小的特點，這種設(shè)計模式無論在較大規(guī)模的工業(yè)廠房還是規(guī)模較小的工業(yè)廠房設(shè)計中均可以使用。

（三）門式剛架體系

門式剛架體系與排架體系最大的不同點在于：門式剛架體系鋼梁與鋼柱為剛接，鋼柱與基礎(chǔ)為鉸接結(jié)構(gòu)。剛架縱向之間通過檁條、系桿和連續(xù)梁連接，并宜在第一開間設(shè)置柱間支撐。門式剛架有自重輕、安裝方便、施工速度快、便于工業(yè)化、定型化生產(chǎn)、造型新穎、結(jié)構(gòu)合理、綜合技術(shù)經(jīng)濟效果好等特點。據(jù)國外資料介紹，這種結(jié)構(gòu)體系采用先進的計算機技術(shù)和自動化制造設(shè)備，成批的工業(yè)化生產(chǎn)方式，快速施工，其經(jīng)濟效益是十分顯著的。在我國對于地震區(qū)、地基條件不好、地方材料缺乏及運輸條件差的地區(qū)，采用這種結(jié)構(gòu)體系要比混凝土結(jié)構(gòu)造價低，且技術(shù)經(jīng)濟合理。

三、工業(yè)廠房結(jié)構(gòu)設(shè)計

為了滿足工業(yè)廠房工藝布置，通常需要留設(shè)大量的設(shè)備預(yù)留孔，即使層數(shù)比較復(fù)雜和工藝條件滿足實際要求。設(shè)計時工業(yè)廠房的結(jié)構(gòu)布置必須盡量滿足柱網(wǎng)對稱均勻減小房屋的扭轉(zhuǎn)作用，以及結(jié)構(gòu)體系簡單、傳力明確的原則，減少施工及日常使用中應(yīng)力集中或者變形突變等問題。

（一）橫向控制

工業(yè)廠房具有橫向空間跨度大的特點，設(shè)計工作必須對橫向框架和縱向框架的周期進行合理的控制，通常情況下，施工人員會對橫向框架繼續(xù)擰控制，這種控制方案在堅守地質(zhì)災(zāi)害影響的同時，還能節(jié)約大量建設(shè)成本。

（二）電梯的位置

眾所周知，工業(yè)領(lǐng)域貨物運輸量非常大，電梯在工業(yè)廠房中發(fā)揮著至關(guān)重要的運輸作用。設(shè)計人員應(yīng)該結(jié)合廠房的實際結(jié)構(gòu)特點，電梯通常禁止布置在工業(yè)廠房角落和端部位置；在確定電梯位置后，設(shè)計人員還應(yīng)該對周圍的樓板以及框架等進行加固處理；最后，設(shè)計人員還應(yīng)該綜合考慮電梯井筒對工業(yè)廠房的偏心的影響，為提高電梯的使用率提供技術(shù)保障。

（三）伸縮縫、防震縫設(shè)計

如果工業(yè)廠房位于地震地區(qū)，在實際設(shè)計過程中，設(shè)計工作人員還應(yīng)該減少伸縮縫和防震縫的數(shù)量，為進一步提高工業(yè)廠房的抗震性能打下堅實的基礎(chǔ)。如果工業(yè)廠房所占地面積比較大，設(shè)計人員應(yīng)該從施工措施和構(gòu)造措施兩方面不斷減少伸縮縫和防震縫的數(shù)量。通常情況下應(yīng)該每隔50m左右的位置設(shè)置一道長度寬度為1000m的后澆帶；設(shè)計人員將后澆帶設(shè)置在結(jié)構(gòu)受力較小的位置；由于頂部和底部位置受溫度變化的影響，施工過程中應(yīng)該合理提高配筋率；最后，設(shè)計人員還應(yīng)該在工業(yè)廠房上設(shè)置架空層和隔熱保溫板，在增加工業(yè)廠房空氣流通性能的同時，提高工業(yè)廠房的使用壽命。

（四）防腐處理

由于工藝生產(chǎn)產(chǎn)品或者使用的原料往往具有腐蝕性，故工業(yè)廠房在設(shè)計時要考慮構(gòu)件防腐問題。首先設(shè)計人員應(yīng)當對工藝流程有清楚的認識，并了解每個裝置或者設(shè)備的介質(zhì)具有腐蝕性，腐蝕性介質(zhì)的酸堿的強度和濃度，以及腐蝕性介質(zhì)的作用原理。因為化工生產(chǎn)裝置往往面積很大，并不是所有區(qū)域都需要進行防腐設(shè)計，要想做到設(shè)計時經(jīng)濟合理，就需要積極配合工藝專業(yè)共同商討制定一個合理的防腐區(qū)域，做到盡量將腐蝕性設(shè)備集中布置，并用圍堰將其與其他區(qū)域隔開。只有對這些有了充分的了解才能夠在具體設(shè)計時選擇有針對性且經(jīng)濟合理的防腐材料，采用合理的措施，防止由于生產(chǎn)介質(zhì)的腐蝕性作用影響建筑的耐久性，最大限度的幫助建設(shè)方節(jié)省投資。

（五）協(xié)調(diào)處理

工業(yè)廠房的工藝布置應(yīng)該與結(jié)構(gòu)設(shè)計保持一致。工業(yè)廠房的主要服務(wù)對象是工業(yè)生產(chǎn)，因此，在實際設(shè)計過程中，設(shè)計人員必須與工業(yè)廠房施工人員之間進行有效的交流和溝通，在了解廠房工藝布置的前提下，還能為設(shè)計和施工提供動力保障。實際設(shè)計和施工過程中需要協(xié)商的項目主要有設(shè)備的布置、所提的荷載量以及開洞的位置等。

在明確橫向控制、電梯的位置以及伸縮縫、防震縫設(shè)計等設(shè)計要求后，設(shè)計人員還應(yīng)該針對工業(yè)廠房設(shè)計的實際需求，對工業(yè)廠房等效荷載、柱子的長度進行準確的計算。只有明確工業(yè)廠房荷載、層高等各項設(shè)計參數(shù)，設(shè)計人員才能以該數(shù)據(jù)為依據(jù)對自那然災(zāi)害進行準確的預(yù)計，為提高工業(yè)廠房的使用壽命和使用的安全性打下堅實的基礎(chǔ)。

結(jié)束語

綜上所述，完善工業(yè)廠房設(shè)計工作是提高工業(yè)廠房質(zhì)量和使用壽命的重要手段。設(shè)計人員應(yīng)該在明確工業(yè)廠房特點的前提下，了解主要的工業(yè)廠房類型，從橫向控制、電梯的位置以及伸縮縫、防震縫設(shè)計等方面著手，并對工業(yè)廠房各結(jié)構(gòu)進行協(xié)調(diào)處理，不斷強化工業(yè)廠房設(shè)計，為提高我國工業(yè)的發(fā)展速度提供動力保障。

參考文獻：

[1]楊淑麗.單層門式剛架結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房結(jié)構(gòu)設(shè)計探討[J].四川建材，2013，（04）.

[2]劉銘，桂小莉.某1550mm冷軋板帶主廠房結(jié)構(gòu)設(shè)計要點[J].工業(yè)建筑，2013，（S1）.

[3]劉蕓.多層工業(yè)廠房結(jié)構(gòu)設(shè)計問題的若干探析[J].中華民居（下旬刊），2012，（10）.